CN105376811B - 在软件化移动网络架构下实现切换的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种在软件化移动网络架构下实现切换的方法和系统。其中源基站在决定触发基于核心网的切换时，向核心网控制器发送第一切换请求；核心网控制器选择合适的数据转发网关作为目标数据转发网关；核心网控制器指示在目标基站和目标数据转发网关之间建立上行数据隧道，在源基站和目标基站之间建立转发隧道；源基站指示用户终端切换到目标基站，并通过转发隧道将接收到的下行数据转发到目标基站；用户终端在同步到目标基站后，目标基站完成上行数据路径切换，核心网控制器完成下行数据路径切换；当用户终端进行位置更新时，核心网控制器释放转发资源和源侧资源。从而减少了切换过程中核心网网元控制信令交互的增加，有效减少切换延迟。

Description

在软件化移动网络架构下实现切换的方法和系统

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种在软件化移动网络架构下实现切换的方法和系统。

背景技术

软件定义网络(Software Defined Network，SDN)是一种新型网络创新架构，通过将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。SDN化也是未来5G移动蜂窝网络的一个公认发展趋势之一。一种应用了SDN架构后的移动网络架构如图1所示。

该控制与转发分离的架构中，接入网控制功能集中到接入网控制器，核心网控制功能集中到核心网控制器，两个控制器分别控制基站用户面转发和核心网网关用户面转发。

在上述新架构下对于基站间的切换，可采用S1接口的切换流程，但由此带来的缺陷是，在切换过程中核心网网元控制信令交互增加，从而增加了切换延迟。

发明内容

本发明实施例提供一种在软件化移动网络架构下实现切换的方法和系统。从而减少了切换过程中核心网网元控制信令交互的增加，减少了切换延迟。

根据本发明的一个方面，提供一种在软件化移动网络架构下实现切换的方法，包括：

源基站在决定触发基于核心网的切换时，向核心网控制器发送第一切换请求；

核心网控制器接收到第一切换请求后，选择合适的数据转发网关作为目标数据转发网关；

核心网控制器指示在目标基站和目标数据转发网关之间建立上行数据隧道，在源基站和目标基站之间建立转发隧道；

源基站指示用户终端切换到目标基站，并通过转发隧道将接收到的下行数据转发到目标基站；

用户终端在同步到目标基站后，目标基站完成上行数据路径切换；

核心网控制器完成下行数据路径切换；

当用户终端进行位置更新时，核心网控制器释放转发资源和源侧资源。

在一个实施例中，源基站在决定触发基于核心网的切换时，向核心网控制器发送第一切换请求的步骤包括：

源基站在不存在到目标基站的X2接口、或接收到目标基站发送的指示通过X2接口发起切换的失败原因为X2接口错误时，决定触发基于核心网的切换，并向核心网控制器发送第一切换请求，其中第一切换请求包括源基站到目标基站是否有数据直接转发路径的指示。

在一个实施例中，核心网控制器接收到第一切换请求后，选择合适的数据转发网关作为目标数据转发网关的步骤包括：

核心网控制器接收到第一切换请求后，根据目标基站位置、网络拓扑结构信息和用户签约信息选择合适的数据转发网关；

判断选择的数据转发网关是否为源数据转发网关；

若选择的数据转发网关为源数据转发网关，则将源数据转发网关作为目标数据转发网关；

若选择的数据转发网关不是源数据转发网关，则将选择的数据转发网关作为目标数据转发网关，并向目标数据转发网关下发流表，流表中包括核心网控制器为目标数据转发网关分配的上行IP地址和相应的端点标识TEID。

在一个实施例中，核心网控制器指示在目标基站和目标数据转发网关之间建立上行数据隧道的步骤包括：

核心网控制器向接入网控制器发送第二切换请求，在第二切换请求中包括目标数据转发网关的上行IP地址和相应TEID，其中若第一切换请求包括源基站到目标基站没有数据直接转发路径的指示，则第二切换请求还包括需要建立转发隧道的指示；

接入网控制器接收到第二切换请求后，在第二切换请求中增加为目标基站分配的下行IP地址和相应TEID，以生成第三切换请求；

接入网控制器将第三切换请求发送给目标基站，以便目标基站在目标基站和目标数据转发网关之间建立上行数据隧道。

在一个实施例中，若第二切换请求包括需要建立转发隧道的指示，则第三切换请求还包括接入网控制器为目标基站分配的转发隧道IP地址和相应TEID；

核心网控制器指示在源基站和目标基站之间建立转发隧道的步骤包括：

目标基站在建立所述上行数据隧道后，向核心网控制器发送切换请求响应，其中切换请求响应包括目标基站的下行IP地址和相应TEID，若第三切换请求中还包括需要建立转发隧道的指示，则切换请求响应中还包括所述转发隧道IP地址和相应TEID；

核心网控制器接收到切换请求响应后，若切换请求响应中包括所述转发隧道IP地址和相应TEID，则修改目标数据转发网关的流表，以便目标数据转发网关的流表包括所述转发隧道IP地址和相应TEID，其中所述转发隧道IP地址和相应TEID包括目标数据转发网关的转发隧道IP地址和相应TEID、以及目标基站的转发隧道IP地址和相应TEID；

核心网控制器向源基站发送切换命令，其中切换命令包括源数据转发网关的转发隧道IP地址和相应TEID；

源基站接收到切换命令后，在源基站和目标基站之间建立转发隧道。

在一个实施例中，源基站指示用户终端切换到目标基站，并通过转发隧道将接收到的下行数据转发到目标基站的步骤包括：

源基站指示用户终端切换到目标基站；

源基站判断在源基站和目标基站之间是否有数据直接转发路径；

若在源基站和目标基站之间有数据直接转发路径，则源基站利用数据直接转发路径，将接收到的下行数据直接转发给目标基站；

若在源基站和目标基站之间没有数据直接转发路径，则源基站将接收到的下行数据转发给目标数据转发网关，由目标数据转发网关利用上行数据隧道将所述下行数据转发给目标基站。

在一个实施例中，用户终端在同步到目标基站后，目标基站完成上行数据路径切换的步骤包括：

用户终端在同步到目标基站后，向目标基站发送切换确认信息；

目标基站在接收到切换确认信息后，向用户终端发送从源基站转发来的下行数据，并通过上行数据隧道将用户终端提供的上行数据发送给目标数据转发网关，从而完成上行数据路径切换。

在一个实施例中，核心网控制器完成下行数据路径切换的步骤包括：

目标基站在完成上行数据路径切换后，向核心网控制器发送切换通知信息；

核心网控制器在接收到切换通知信息后，启动计时器，并通知目标数据转发网关修改流表，其中在流表中增加目标基站的下行IP地址和相应TEID，以便目标数据转发网关将下行数据直接发送给目标基站，从而完成下行数据路径切换。

在一个实施例中，当用户终端进行位置更新时，核心网控制器释放转发资源和源侧资源的步骤包括：

当用户终端进行位置更新处理时，核心网控制器判断定时器是否到期；

若定时器到期，则核心网控制器向源基站发送终端上下文释放命令，并指示目标数据转发网关修改流表，以删除转发隧道IP地址和相应TEID；

源基站接收到终端上下文释放命令后，释放与用户终端相关的资源。

根据本发明的另一方面，提供一种在软件化移动网络架构下实现切换的系统，包括源基站、核心网控制器、目标基站和目标数据转发网关，其中：

源基站，用于在决定触发基于核心网的切换时，向核心网控制器发送第一切换请求；根据核心网控制器的指示，与目标基站建立转发隧道；指示用户终端切换到目标基站，并通过转发隧道将接收到的下行数据转发到目标基站；

核心网控制器，用于在接收到第一切换请求后，选择合适的数据转发网关作为目标数据转发网关；指示目标基站与目标数据转发网关建立上行数据隧道，指示源基站与目标基站建立转发隧道；在目标基站完成上行数据路径切换后，完成下行数据路径切换；当用户终端进行位置更新时，释放转发资源和源侧资源；

目标基站，用于根据核心网控制器的指示，与目标数据转发网关建立上行数据隧道；在用户终端完成同步处理后，完成上行数据路径切换；

目标数据转发网关，用于与目标基站建立上行数据隧道。

在一个实施例中，源基站具体在不存在到目标基站的X2接口、或接收到目标基站发送的指示通过X2接口发起切换的失败原因为X2接口错误时，决定触发基于核心网的切换，并向核心网控制器发送第一切换请求，其中第一切换请求包括源基站到目标基站是否有数据直接转发路径的指示。

在一个实施例中，核心网控制器具体在接收到第一切换请求后，根据目标基站位置、网络拓扑结构信息和用户签约信息选择合适的数据转发网关；判断选择的数据转发网关是否为源数据转发网关；若选择的数据转发网关为源数据转发网关，则将源数据转发网关作为目标数据转发网关；若选择的数据转发网关不是源数据转发网关，则将选择的数据转发网关作为目标数据转发网关，并向目标数据转发网关下发流表，流表中包括核心网控制器为目标数据转发网关分配的上行IP地址和相应的端点标识TEID。

在一个实施例中，系统还包括接入网控制器，其中：

核心网控制器还用于向接入网控制器发送第二切换请求，在第二切换请求中包括目标数据转发网关的上行IP地址和相应TEID，其中若第一切换请求包括源基站到目标基站没有数据直接转发路径的指示，则第二切换请求还包括需要建立转发隧道的指示；

接入网控制器，用于在接收到第二切换请求后，在第二切换请求中增加为目标基站分配的下行IP地址和相应TEID，以生成第三切换请求；将第三切换请求发送给目标基站，以便目标基站与目标数据转发网关建立上行数据隧道。

在一个实施例中，若第二切换请求包括需要建立转发隧道的指示，则第三切换请求还包括接入网控制器为目标基站分配的转发隧道IP地址和相应TEID；

目标基站还用于在建立所述上行数据隧道后，向核心网控制器发送切换请求响应，其中切换请求响应包括目标基站的下行IP地址和相应TEID，若第三切换请求中还包括需要建立转发隧道的指示，则切换请求响应中还包括所述转发隧道IP地址和相应TEID；

核心网控制器还用于在接收到切换请求响应后，若切换请求响应中包括所述转发隧道IP地址和相应TEID，则修改目标数据转发网关的流表，以便目标数据转发网关的流表包括所述转发隧道IP地址和相应TEID，其中所述转发隧道IP地址和相应TEID包括目标数据转发网关的转发隧道IP地址和相应TEID、以及目标基站的转发隧道IP地址和相应TEID；向源基站发送切换命令，其中切换命令包括源数据转发网关的转发隧道IP地址和相应TEID；

源基站还用于在接收到切换命令后，与目标基站建立转发隧道。

在一个实施例中，源基站还用于指示用户终端切换到目标基站；判断与目标基站是否有数据直接转发路径，若与目标基站有数据直接转发路径，则利用数据直接转发路径，将接收到的下行数据直接转发给目标基站；若与目标基站没有数据直接转发路径，则将接收到的下行数据转发给目标数据转发网关，由目标数据转发网关利用上行数据隧道将所述下行数据转发给目标基站。

在一个实施例中，目标基站在接收到用户终端发送的切换确认信息后，向用户终端发送从源基站转发来的下行数据，并通过上行数据隧道将用户终端提供的上行数据发送给目标数据转发网关，从而完成上行数据路径切换，其中用户终端在同步到目标基站后，向目标基站发送切换确认信息。

在一个实施例中，目标基站还用于在完成上行数据路径切换后，向核心网控制器发送切换通知信息；

核心网控制器还用于在接收到切换通知信息后，启动计时器，并通知目标数据转发网关修改流表，其中在流表中增加目标基站的下行IP地址和相应TEID，以便目标数据转发网关将下行数据直接发送给目标基站，从而完成下行数据路径切换。

在一个实施例中，核心网控制器还用于在用户终端进行位置更新处理时，判断定时器是否到期；若定时器到期，则向源基站发送终端上下文释放命令，并指示目标数据转发网关修改流表，以删除转发隧道IP地址和相应TEID；

源基站还用于在接收到终端上下文释放命令后，释放与用户终端相关的资源。

本发明通过核心网控制器在源基站在决定触发基于核心网的切换时，选择合适的数据转发网关作为目标数据转发网关；核心网控制器指示在目标基站和目标数据转发网关之间建立上行数据隧道，在源基站和目标基站之间建立转发隧道；源基站指示用户终端切换到目标基站，并通过转发隧道将接收到的下行数据转发到目标基站；用户终端在同步到目标基站后，目标基站完成上行数据路径切换；核心网控制器完成下行数据路径切换；当用户终端进行位置更新时，核心网控制器释放转发资源和源侧资源。从而减少了切换过程中核心网网元控制信令交互的增加，减少了切换延迟。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为应用SDN的移动网络架构一个实施例的示意图。

图2为本发明在软件化移动网络架构下实现切换的方法一个实施例的示意图。

图3为本发明选择目标数据转发网关一个实施例的示意图。

图4为本发明建立上下数据隧道和转发隧道一个实施例的示意图。

图5为本发明将下行数据转发给目标基站一个实施例的示意图。

图6为本发明释放转发资源和源侧资源一个实施例的示意图。

图7为本发明在软件化移动网络架构下实现切换的系统一个实施例的示意图。

图8为本发明在软件化移动网络架构下实现切换的系统另一实施例的示意图。

图9为本发明在软件化移动网络架构下的切换流程一个实施例的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图2为本发明在软件化移动网络架构下实现切换的方法一个实施例的示意图。如图所示：

步骤201源基站在决定触发基于核心网的切换时，向核心网控制器发送第一切换请求。

优选的，源基站在不存在到目标基站的X2接口、或接收到目标基站发送的指示通过X2接口发起切换的失败原因为X2接口错误时，决定触发基于核心网的切换，并向核心网控制器发送第一切换请求。

其中第一切换请求包括源基站到目标基站是否有数据直接转发路径的指示。

步骤202，核心网控制器接收到第一切换请求后，选择合适的数据转发网关作为目标数据转发网关。

步骤203，核心网控制器指示在目标基站和目标数据转发网关之间建立上行数据隧道，在源基站和目标基站之间建立转发隧道。

步骤204，源基站指示用户终端切换到目标基站，并通过转发隧道将接收到的下行数据转发到目标基站。

优选的，源基站在向用户终端发送切换命令后，若有接入网承载需要进行PDCP状态预留，则源基站向接入网控制器发送基站状态传递消息，接入网控制器向目标基站转发基站状态传递消息。

步骤205，用户终端在同步到目标基站后，目标基站完成上行数据路径切换。

优选的，用户终端在同步到目标基站后，向目标基站发送切换确认信息。目标基站在接收到切换确认信息后，向用户终端发送从源基站转发来的下行数据，并通过上行数据隧道将用户终端提供的上行数据发送给目标数据转发网关，从而完成上行数据路径切换。

步骤206，核心网控制器完成下行数据路径切换。

优选的，目标基站在完成上行数据路径切换后，向核心网控制器发送切换通知信息。核心网控制器在接收到切换通知信息后，启动计时器，并通知目标数据转发网关修改流表，其中在流表中增加目标基站的下行IP地址和相应TEID，以便目标数据转发网关将下行数据直接发送给目标基站，从而完成下行数据路径切换。

步骤207，当用户终端进行位置更新时，核心网控制器释放转发资源和源侧资源。

基于本发明上述实施例提供的在软件化移动网络架构下实现切换的方法，可减少切换过程中核心网网元控制信令交互的增加，减少了切换延迟。

图3为本发明选择目标数据转发网关一个实施例的示意图。如图3所示，上述核心网控制器接收到第一切换请求后，选择合适的数据转发网关作为目标数据转发网关的步骤可包括：

步骤301，核心网控制器接收到第一切换请求后，根据目标基站位置、网络拓扑结构信息和用户签约信息选择合适的数据转发网关。

步骤302，判断选择的数据转发网关是否为源数据转发网关。若选择的数据转发网关为源数据转发网关，则执行步骤303；若选择的数据转发网关不是源数据转发网关，则执行步骤304。

步骤303，将源数据转发网关作为目标数据转发网关。之后，不再执行本实施例的其它步骤。

即，在这种情况下，数据转发网关没有发生变化。

步骤304，将选择的数据转发网关作为目标数据转发网关。

步骤305，向目标数据转发网关下发流表，流表中包括核心网控制器为目标数据转发网关分配的上行IP地址和相应的端点标识TEID。

图4为本发明建立上下数据隧道和转发隧道一个实施例的示意图。如图所示，上述核心网控制器指示在目标基站和目标数据转发网关之间建立上行数据隧道，在源基站和目标基站之间建立转发隧道的步骤可包括：

步骤401，核心网控制器向接入网控制器发送第二切换请求。

在第二切换请求中包括目标数据转发网关的上行IP地址和相应TEID，其中若第一切换请求包括源基站到目标基站没有数据直接转发路径的指示，则第二切换请求还包括需要建立转发隧道的指示。

步骤402，接入网控制器接收到第二切换请求后，在第二切换请求中增加为目标基站分配的下行IP地址和相应TEID，以生成第三切换请求。

若第二切换请求包括需要建立转发隧道的指示，则第三切换请求还包括接入网控制器为目标基站分配的转发隧道IP地址和相应TEID。

步骤403，接入网控制器将第三切换请求发送给目标基站，以便目标基站在目标基站和目标数据转发网关之间建立上行数据隧道。

步骤404，目标基站在建立所述上行数据隧道后，向核心网控制器发送切换请求响应，其中切换请求响应包括目标基站的下行IP地址和相应TEID，若第三切换请求中还包括需要建立转发隧道的指示，则切换请求响应中还包括所述转发隧道IP地址和相应TEID。

步骤405，核心网控制器接收到切换请求响应后，若切换请求响应中包括所述转发隧道IP地址和相应TEID，则修改目标数据转发网关的流表，以便目标数据转发网关的流表包括所述转发隧道IP地址和相应TEID，其中所述转发隧道IP地址和相应TEID包括目标数据转发网关的转发隧道IP地址和相应TEID、以及目标基站的转发隧道IP地址和相应TEID。

步骤406，核心网控制器向源基站发送切换命令，其中切换命令包括源数据转发网关的转发隧道IP地址和相应TEID。

步骤407，源基站接收到切换命令后，在源基站和目标基站之间建立转发隧道。

从而，在目标基站和目标数据转发网关之间建立上行数据隧道，在源基站和目标基站之间建立转发隧道。

图5为本发明将下行数据转发给目标基站一个实施例的示意图。如图所示，上述源基站通过转发隧道将接收到的下行数据转发到目标基站的步骤可包括：

步骤501，源基站判断在源基站和目标基站之间是否有数据直接转发路径。若在源基站和目标基站之间有数据直接转发路径，则只需步骤502；若在源基站和目标基站之间没有数据直接转发路径，则执行步骤503。

步骤502，源基站利用数据直接转发路径，将接收到的下行数据直接转发给目标基站。之后，不再执行本实施例的其它步骤。

步骤503，源基站将接收到的下行数据转发给目标数据转发网关。

步骤504，目标数据转发网关利用上行数据隧道将所述下行数据转发给目标基站。

图6为本发明释放转发资源和源侧资源一个实施例的示意图。如图所示，上述当用户终端进行位置更新时，核心网控制器释放转发资源和源侧资源的步骤可包括：

步骤601，当用户终端进行位置更新处理时，核心网控制器判断定时器是否到期。

步骤602，若定时器到期，则核心网控制器向源基站发送终端上下文释放命令，并指示目标数据转发网关修改流表，以删除转发隧道IP地址和相应TEID。

步骤603，源基站接收到终端上下文释放命令后，释放与用户终端相关的资源。

图7为本发明在软件化移动网络架构下实现切换的系统一个实施例的示意图。如图所示，该系统可包括源基站701、核心网控制器702、目标基站703和目标数据转发网关704。其中：

源基站701，用于在决定触发基于核心网的切换时，向核心网控制器702发送第一切换请求；根据核心网控制器702的指示，与目标基站703建立转发隧道；指示用户终端切换到目标基站，并通过转发隧道将接收到的下行数据转发到目标基站703。

核心网控制器702，用于在接收到第一切换请求后，选择合适的数据转发网关作为目标数据转发网关704；指示目标基站703与目标数据转发网关704建立上行数据隧道，指示源基站701与目标基站703建立转发隧道；在目标基站703完成上行数据路径切换后，完成下行数据路径切换；当用户终端进行位置更新时，释放转发资源和源侧资源。

目标基站703，用于根据核心网控制器702的指示，与目标数据转发网关704建立上行数据隧道；在用户终端完成同步处理后，完成上行数据路径切换。

目标数据转发网关704，用于与目标基站703建立上行数据隧道。

基于本发明上述实施例提供的在软件化移动网络架构下实现切换的系统，可减少切换过程中核心网网元控制信令交互的增加，减少了切换延迟。

优选的，源基站701具体在不存在到目标基站的X2接口、或接收到目标基站发送的指示通过X2接口发起切换的失败原因为X2接口错误时，决定触发基于核心网的切换，并向核心网控制器702发送第一切换请求，其中第一切换请求包括源基站到目标基站是否有数据直接转发路径的指示。

优选的，核心网控制器702具体在接收到第一切换请求后，根据目标基站位置、网络拓扑结构信息和用户签约信息选择合适的数据转发网关；判断选择的数据转发网关是否为源数据转发网关；若选择的数据转发网关为源数据转发网关，则将源数据转发网关作为目标数据转发网关704；若选择的数据转发网关不是源数据转发网关，则将选择的数据转发网关作为目标数据转发网关704，并向目标数据转发网关704下发流表，流表中包括核心网控制器为目标数据转发网关分配的上行IP地址和相应的端点标识TEID。

图8为本发明在软件化移动网络架构下实现切换的系统另一实施例的示意图。与图7所示实施例相比，在图8所示实施例中，系统还包括接入网控制器801，其中：

核心网控制器702还用于向接入网控制器801发送第二切换请求，在第二切换请求中包括目标数据转发网关的上行IP地址和相应TEID，其中若第一切换请求包括源基站到目标基站没有数据直接转发路径的指示，则第二切换请求还包括需要建立转发隧道的指示。

接入网控制器801，用于在接收到第二切换请求后，在第二切换请求中增加为目标基站分配的下行IP地址和相应TEID，以生成第三切换请求；将第三切换请求发送给目标基站703，以便目标基站与目标数据转发网关建立上行数据隧道。

优选的，若第二切换请求包括需要建立转发隧道的指示，则第三切换请求还包括接入网控制器为目标基站分配的转发隧道IP地址和相应TEID。

优选的，目标基站703还用于在建立所述上行数据隧道后，向核心网控制器702发送切换请求响应，其中切换请求响应包括目标基站的下行IP地址和相应TEID，若第三切换请求中还包括需要建立转发隧道的指示，则切换请求响应中还包括所述转发隧道IP地址和相应TEID。

核心网控制器702还用于在接收到切换请求响应后，若切换请求响应中包括所述转发隧道IP地址和相应TEID，则修改目标数据转发网关的流表，以便目标数据转发网关的流表包括所述转发隧道IP地址和相应TEID，其中所述转发隧道IP地址和相应TEID包括目标数据转发网关的转发隧道IP地址和相应TEID、以及目标基站的转发隧道IP地址和相应TEID；向源基站701发送切换命令，其中切换命令包括源数据转发网关的转发隧道IP地址和相应TEID。

源基站701还用于在接收到切换命令后，与目标基站703建立转发隧道。

优选的，源基站701还用于指示用户终端切换到目标基站703；判断与目标基站703是否有数据直接转发路径，若与目标基站有数据直接转发路径，则利用数据直接转发路径，将接收到的下行数据直接转发给目标基站703；若与目标基站没有数据直接转发路径，则将接收到的下行数据转发给目标数据转发网关704，由目标数据转发网关704利用上行数据隧道将所述下行数据转发给目标基站703。

优选的，目标基站703在接收到用户终端发送的切换确认信息后，向用户终端发送从源基站转发来的下行数据，并通过上行数据隧道将用户终端提供的上行数据发送给目标数据转发网关，从而完成上行数据路径切换，其中用户终端在同步到目标基站后，向目标基站发送切换确认信息。

优选的，目标基站703还用于在完成上行数据路径切换后，向核心网控制器702发送切换通知信息。

核心网控制器702还用于在接收到切换通知信息后，启动计时器，并通知目标数据转发网关704修改流表，其中在流表中增加目标基站的下行IP地址和相应TEID，以便目标数据转发网关704将下行数据直接发送给目标基站，从而完成下行数据路径切换。

优选的，核心网控制器702还用于在用户终端进行位置更新处理时，判断定时器是否到期；若定时器到期，则向源基站发送终端上下文释放命令，并指示目标数据转发网关修改流表，以删除转发隧道IP地址和相应TEID。

源基站701还用于在接收到终端上下文释放命令后，释放与用户终端相关的资源。

下面通过具体示例对本发明进行说明，如图9所示：

1)源基站决定发起S1切换。原因可能是不存在到目标基站的X2接口，或者之前发起的X2切换失败后目标基站指示X2接口有误，等。

2)源基站向接入网控制器发送切换请求消息，消息中包括源基站到目标基站是否有数据直接转发路径的指示，目标基站的标识，源基站到目标基站透明容器等。其中源基站到目标基站透明容器包含源基站需要传递给目标基站的无线资源控制消息、接入网承载信息、目标小区标识、终端历史信息等，其中接入网承载信息指明哪些接入网承载需要进行数据转发。该源基站到目标基站透明容器参数接入网控制器、核心网控制器收到时将不作处理。

3)接入网控制器将切换请求消息转发给核心网控制器。

4)核心网控制器根据目标基站的位置、网络拓扑结构信息、用户签约信息等，选择合适的数据转发网关。如果需要更换数据转发网关，则核心网控制器分配新的上行IP地址和TEID，并且向目标数据转发网关下发流表。

5)核心网控制器向接入网控制器发送切换请求消息，包括要建立的承载的信息，切换限制列表信息，源基站到目标基站透明容器等。其中要建立的承载的信息包含数据转发网关的IP地址、上行TEID、QoS信息。如果步骤3中收到的消息中指示源基站到目标基站没有数据直接转发路径，则切换请求消息的建立的承载的信息中应当为每个承载包含不能进行直接数据转发的指示。

6)接入网控制器向目标基站发送切换请求消息，除步骤5中的消息参数之外，接入网控制器额外在要建立的承载的信息中增加为目标基站分配的下行IP地址和TEID，如需建立转发隧道则为目标基站分配转发隧道IP地址和TEID。

7)目标基站根据步骤6收到的消息，切换准备资源，建立承载，然后向接入网控制器发送切换请求确认消息，消息中包含成功建立的承载的信息、建立失败的承载的列表、目标基站到源基站透明容器。其中成功建立的承载信息包括目标基站下行IP地址和TEID，如需建立转发隧道则也包含转发隧道IP地址和TEID。目标基站到源基站透明容器包括无线资源管理消息的切换命令消息，接入网控制器、核心网控制器收到时将不作处理。

8)接入网控制器向核心网控制器转发切换请求确认消息。

9)如需建立转发隧道，核心网控制器修改目标数据转发网关的流表，增加转发隧道的IP地址和TEID信息，包括目标数据转发网关的转发隧道IP地址和TEID、目标基站的转发隧道IP地址和TEID。

10)如需建立转发隧道，核心网控制器修改源数据转发网关的流表，增加转发隧道的IP地址和TEID信息，包括源数据转发网关的转发隧道IP地址和TEID、目标数据转发网关的转发隧道IP地址和TEID。

步骤9和步骤10可以同时进行。

11)核心网控制器向接入网控制器发送切换命令消息，包括目标基站到源基站透明容器、需要数据转发的承载信息、需要释放的承载信息，其中需要转发的承载信息包括源数据转发网关的转发隧道IP地址和TEID。其中需要释放的承载即步骤8中收到的建立失败的承载。

12)接入网控制器向源基站转发切换命令消息。

13)源基站向终端发送无线资源管理消息的切换命令消息。

14)如果有接入网承载需要进行PDCP状态预留，则源基站向接入网控制器发送基站状态传递消息。

15)接入网控制器向目标基站转发基站状态传递消息。

16)源基站开始向目标基站转发收到的下行数据，有直接隧道的情况下通过方式16a)；无直接隧道的情况下通过方式16b)，即通过数据转发网关向目标基站转发。方式16b)下，如果需要改变数据转发网关，则通过源数据转发网关和目标数据转发网关转发数据；不需要改变数据转发网关时，仅通过源数据转发网关向目标基站转发数据。

17)终端成功同步到目标小区，向目标基站发送切换确认消息。此时开始，目标基站向终端发送从源基站转发来的下行数据，并向目标数据转发网关发送从终端收到的上行数据。

18)目标基站向接入网控制器发送切换通知消息，包括当前的跟踪区域标识和小区标识。

19)接入网控制器向核心网控制器转发切换通知消息。

20)如果不需要改变数据转发网关，核心网控制器启动一个计时器并执行20a)，通知源数据转发网关修改流表，增加目标基站下行IP地址和TEID，源数据转发网关收到消息后将下行数据直接发往目标基站，并在有转发数据的情况下，在转发数据路径上发送标识转发结束的数据包。如果需要改变数据转发网关，核心网控制器启动一个计时器并执行20b)，通知目标数据转发网关修改流表，增加目标基站下行IP地址和TEID，目标数据转发网关收到消息后将下行数据直接发往目标基站，同时在有转发数据的情况下，在转发数据路径上发送标识转发结束的数据包。

21)执行位置更新流程。

22)当步骤20中的定时器到期后，核心网控制器向接入网控制器发送终端上下文释放命令。同时，在数据转发网关改变情况下，核心网控制器通知源数据转发网关删除流表，有间接数据转发的情况下通知目标数据转发网关删除转发IP地址和TEID；在数据转发网关不改变情况且有间接数据转发的情况下，核心网控制器通知源数据转发网关删除转发IP地址和TEID。

23)接入网控制器向源基站转发终端上下文释放命令。

24)源基站释放终端相关资源，并向接入网控制器回复终端上下文释放完成消息。

25)接入网控制器向核心网控制器转发终端上下文释放完成消息。

通过实施本发明，可在新的软件化移动网络架构下，减少了切换过程中的核心网网元间控制信令的交互，有效减少了切换时延。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (14)

1.一种在软件化移动网络架构下实现切换的方法，其特征在于，包括：

源基站在决定触发基于核心网的切换时，向核心网控制器发送第一切换请求；

核心网控制器接收到第一切换请求后，选择合适的数据转发网关作为目标数据转发网关；

核心网控制器指示在目标基站和目标数据转发网关之间建立上行数据隧道，在源基站和目标基站之间建立转发隧道；

源基站指示用户终端切换到目标基站，并通过转发隧道将接收到的下行数据转发到目标基站；

用户终端在同步到目标基站后，目标基站完成上行数据路径切换；

核心网控制器完成下行数据路径切换；

当用户终端进行位置更新时，核心网控制器释放转发资源和源侧资源；

其中，核心网控制器指示在目标基站和目标数据转发网关之间建立上行数据隧道，在源基站和目标基站之间建立转发隧道包括：

核心网控制器向接入网控制器发送第二切换请求，在第二切换请求中包括目标数据转发网关的上行IP地址和相应TEID，其中若第一切换请求包括源基站到目标基站没有数据直接转发路径的指示，则第二切换请求还包括需要建立转发隧道的指示；接入网控制器接收到第二切换请求后，在第二切换请求中增加为目标基站分配的下行IP地址和相应TEID，以生成第三切换请求；接入网控制器将第三切换请求发送给目标基站，以便目标基站在目标基站和目标数据转发网关之间建立上行数据隧道；若第二切换请求包括需要建立转发隧道的指示，则第三切换请求还包括接入网控制器为目标基站分配的转发隧道IP地址和相应TEID；

目标基站在建立所述上行数据隧道后，向核心网控制器发送切换请求响应，其中切换请求响应包括目标基站的下行IP地址和相应TEID，若第三切换请求中还包括需要建立转发隧道的指示，则切换请求响应中还包括所述转发隧道IP地址和相应TEID；核心网控制器接收到切换请求响应后，若切换请求响应中包括所述转发隧道IP地址和相应TEID，则修改目标数据转发网关的流表，以便目标数据转发网关的流表包括所述转发隧道IP地址和相应TEID，其中所述转发隧道IP地址和相应TEID包括目标数据转发网关的转发隧道IP地址和相应TEID、以及目标基站的转发隧道IP地址和相应TEID；核心网控制器向源基站发送切换命令，其中切换命令包括源数据转发网关的转发隧道IP地址和相应TEID；源基站接收到切换命令后，在源基站和目标基站之间建立转发隧道。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

源基站在决定触发基于核心网的切换时，向核心网控制器发送第一切换请求的步骤包括：

源基站在不存在到目标基站的X2接口、或接收到目标基站发送的指示通过X2接口发起切换的失败原因为X2接口错误时，决定触发基于核心网的切换，并向核心网控制器发送第一切换请求，其中第一切换请求包括源基站到目标基站是否有数据直接转发路径的指示。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

核心网控制器接收到第一切换请求后，选择合适的数据转发网关作为目标数据转发网关的步骤包括：

核心网控制器接收到第一切换请求后，根据目标基站位置、网络拓扑结构信息和用户签约信息选择合适的数据转发网关；

判断选择的数据转发网关是否为源数据转发网关；

若选择的数据转发网关为源数据转发网关，则将源数据转发网关作为目标数据转发网关；

若选择的数据转发网关不是源数据转发网关，则将选择的数据转发网关作为目标数据转发网关，并向目标数据转发网关下发流表，流表中包括核心网控制器为目标数据转发网关分配的上行IP地址和相应的端点标识TEID。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

源基站指示用户终端切换到目标基站，并通过转发隧道将接收到的下行数据转发到目标基站的步骤包括：

源基站指示用户终端切换到目标基站；

源基站判断在源基站和目标基站之间是否有数据直接转发路径；

若在源基站和目标基站之间有数据直接转发路径，则源基站利用数据直接转发路径，将接收到的下行数据直接转发给目标基站；

若在源基站和目标基站之间没有数据直接转发路径，则源基站将接收到的下行数据转发给目标数据转发网关，由目标数据转发网关利用上行数据隧道将所述下行数据转发给目标基站。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

用户终端在同步到目标基站后，目标基站完成上行数据路径切换的步骤包括：

用户终端在同步到目标基站后，向目标基站发送切换确认信息；

目标基站在接收到切换确认信息后，向用户终端发送从源基站转发来的下行数据，并通过上行数据隧道将用户终端提供的上行数据发送给目标数据转发网关，从而完成上行数据路径切换。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

核心网控制器完成下行数据路径切换的步骤包括：

目标基站在完成上行数据路径切换后，向核心网控制器发送切换通知信息；

核心网控制器在接收到切换通知信息后，启动计时器，并通知目标数据转发网关修改流表，其中在流表中增加目标基站的下行IP地址和相应TEID，以便目标数据转发网关将下行数据直接发送给目标基站，从而完成下行数据路径切换。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

当用户终端进行位置更新时，核心网控制器释放转发资源和源侧资源的步骤包括：

当用户终端进行位置更新处理时，核心网控制器判断定时器是否到期；

若定时器到期，则核心网控制器向源基站发送终端上下文释放命令，并指示目标数据转发网关修改流表，以删除转发隧道IP地址和相应TEID；

源基站接收到终端上下文释放命令后，释放与用户终端相关的资源。

8.一种在软件化移动网络架构下实现切换的系统，其特征在于，包括源基站、核心网控制器、目标基站和目标数据转发网关、 接入网控制器，其中：

源基站，用于在决定触发基于核心网的切换时，向核心网控制器发送第一切换请求；根据核心网控制器的指示，与目标基站建立转发隧道；指示用户终端切换到目标基站，并通过转发隧道将接收到的下行数据转发到目标基站；还用于在接收到切换命令后，与目标基站建立转发隧道；

核心网控制器，用于在接收到第一切换请求后，选择合适的数据转发网关作为目标数据转发网关；指示目标基站与目标数据转发网关建立上行数据隧道，指示源基站与目标基站建立转发隧道；在目标基站完成上行数据路径切换后，完成下行数据路径切换；当用户终端进行位置更新时，释放转发资源和源侧资源；还用于向接入网控制器发送第二切换请求，在第二切换请求中包括目标数据转发网关的上行IP地址和相应TEID，其中若第一切换请求包括源基站到目标基站没有数据直接转发路径的指示，则第二切换请求还包括需要建立转发隧道的指示；还用于在接收到切换请求响应后，若切换请求响应中包括所述转发隧道IP地址和相应TEID，则修改目标数据转发网关的流表，以便目标数据转发网关的流表包括所述转发隧道IP地址和相应TEID，其中所述转发隧道IP地址和相应TEID包括目标数据转发网关的转发隧道IP地址和相应TEID、以及目标基站的转发隧道IP地址和相应TEID；向源基站发送切换命令，其中切换命令包括源数据转发网关的转发隧道IP地址和相应TEID；

目标基站，用于根据核心网控制器的指示，与目标数据转发网关建立上行数据隧道；在用户终端完成同步处理后，完成上行数据路径切换；还用于在建立所述上行数据隧道后，向核心网控制器发送切换请求响应，其中切换请求响应包括目标基站的下行IP地址和相应TEID，若第三切换请求中还包括需要建立转发隧道的指示，则切换请求响应中还包括所述转发隧道IP地址和相应TEID；

目标数据转发网关，用于与目标基站建立上行数据隧道；

接入网控制器，用于在接收到第二切换请求后，在第二切换请求中增加为目标基站分配的下行IP地址和相应TEID，以生成第三切换请求，若第二切换请求包括需要建立转发隧道的指示，则第三切换请求还包括接入网控制器为目标基站分配的转发隧道IP地址和相应TEID；将第三切换请求发送给目标基站，以便目标基站与目标数据转发网关建立上行数据隧道。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，

源基站具体在不存在到目标基站的X2接口、或接收到目标基站发送的指示通过X2接口发起切换的失败原因为X2接口错误时，决定触发基于核心网的切换，并向核心网控制器发送第一切换请求，其中第一切换请求包括源基站到目标基站是否有数据直接转发路径的指示。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，

核心网控制器具体在接收到第一切换请求后，根据目标基站位置、网络拓扑结构信息和用户签约信息选择合适的数据转发网关；判断选择的数据转发网关是否为源数据转发网关；若选择的数据转发网关为源数据转发网关，则将源数据转发网关作为目标数据转发网关；若选择的数据转发网关不是源数据转发网关，则将选择的数据转发网关作为目标数据转发网关，并向目标数据转发网关下发流表，流表中包括核心网控制器为目标数据转发网关分配的上行IP地址和相应的端点标识TEID。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，

源基站还用于指示用户终端切换到目标基站；判断与目标基站是否有数据直接转发路径，若与目标基站有数据直接转发路径，则利用数据直接转发路径，将接收到的下行数据直接转发给目标基站；若与目标基站没有数据直接转发路径，则将接收到的下行数据转发给目标数据转发网关，由目标数据转发网关利用上行数据隧道将所述下行数据转发给目标基站。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，

目标基站还用于在接收到用户终端发送的切换确认信息后，向用户终端发送从源基站转发来的下行数据，并通过上行数据隧道将用户终端提供的上行数据发送给目标数据转发网关，从而完成上行数据路径切换，其中用户终端在同步到目标基站后，向目标基站发送切换确认信息。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，

目标基站还用于在完成上行数据路径切换后，向核心网控制器发送切换通知信息；

核心网控制器还用于在接收到切换通知信息后，启动计时器，并通知目标数据转发网关修改流表，其中在流表中增加目标基站的下行IP地址和相应TEID，以便目标数据转发网关将下行数据直接发送给目标基站，从而完成下行数据路径切换。

14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，

核心网控制器还用于在用户终端进行位置更新处理时，判断定时器是否到期；若定时器到期，则向源基站发送终端上下文释放命令，并指示目标数据转发网关修改流表，以删除转发隧道IP地址和相应TEID；

源基站还用于在接收到终端上下文释放命令后，释放与用户终端相关的资源。